Bevor Rea an Rundstreckenrennen teilnahm, fuhr er Motocross. Ab dem Jahr 2003 nahm er an der britischen 125-cm³-Meisterschaft teil.
Zur Saison 2005 stieg er in die British Superbike Championship auf. Am Ende seiner ersten Saison belegte Rea den 16. Rang. Seine erste Pole-Position und seine erste Podiumsplatzierung erreichte er in der Saison 2006 in Knockhill. Diese Saison beendete er auf dem vierten Gesamtrang. Im darauf folgenden Jahr wurde er Vizemeister hinter dem JapanerRyūichi Kiyonari.
Zur Saison 2015 wechselte Rea zum Kawasaki-Werksteam. Sein Teamkollege dort war bis 2018 Tom Sykes.
Rea wurde auf Anhieb Weltmeister 2015. Er konnte im ersten Lauf bei der letzten Veranstaltung der Saison 2016 in Katar, mit einem zweiten Platz, seinen zweiten Weltmeistertitel gewinnen. In der Saison 2017 gab es keine Veränderung in der Fahrerpaarung im Team. Jonathan Rea gewann von den ersten zehn Läufen dieser Saison sieben (davon die ersten fünf in Folge) und landete bei den weiteren dreien auf dem zweiten Platz. Nach seinem Sieg beim ersten Lauf in Frankreich konnte er seinen dritten Weltmeistertitel in Folge feiern. Dies gelang zuvor noch keinem anderen Fahrer.[2] Rea wurde auch 2018, 2019 und 2020, und somit zum sechsten Mal, überlegen Weltmeister. Zum Saisonende 2020 konnte er insgesamt 99 Siege in der WSBK vorweisen. Johnny Rea fährt auch 2021 im WSBK-Team von Kawasaki. Sein Vertrag läuft bis mindestens 2022.
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